Hệ thống điều khiển giám sát thiết bị điện trong gia đình

Và thực tế hơn, một trong những ứng dụng đó chính là tạo ra những sản phẩm mạch điện thông minh có tính tự động hóa cao, khả năng giao tiếp được máy tính, đồng thời trực tiếp điều khiển

KHOA ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THỰC TẬP

Đế tài:

Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị điện trong gia đình

Giáo viên hướng dẫn : Th.s Trương Thị Bích Liên Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Như

Lớp : Đại học điện tử 4 – K10

Mã SV : 1041050337

Hà Nội,ngày 01/02/2019

hạn chế về kinh nghiệm, kiến thức cũng như vấn đề về kinh tế Để vượt quatất cả điều đó bên cạnh sự nỗ lực của bản thân thì em đã nhận được nhiều sựgiúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô Th.S Trương Thị Bích Liên, đã

tận tình hướng dẫn, chỉ dạy, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quátrình để em thực hiện được đề tài

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong trường Đại Học CôngNghiệp Hà Nội nói chung, các thầy cô trong Khoa Điện Tử nói riêng đã dạy

dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành,giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trongsuốt quá trình học tập

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo đềukiện, quan tâm, giúp đỡ và động viên em trong suốt quá trình học tập và hoànthành đề tài nghiên cứu

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC 4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

DANH MỤC CÁC HÌNH 7

LỜI MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ 1

1.1.Tổng Quan Về Hệ Thống 1

1.2.Các thiết bị điện cơ bản trong gia đình 1

1.3 Thiết bị giám sát và cảnh báo 2

Chương II :TÌM HIỂU VỀ MỘT SỐ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG 5

2.1 Vi điều khiển PIC 18F4520 5

2.1.1 Khái quát về vi điều khiển PIC 5

2.1.2 Các thông số và tính năng nổi bật của PIC 18F4520 7

1.1.3 Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18F4520 8

2.1.4 Sơ đồ khối của vi điều khiển PIC 18F4520 9

2.1.5 Công cụ hỗ trợ 11

2.1.6 Tổ chức bộ nhớ của vi điều khiển PIC 18F4520 13

2.1.7 Tìm hiểu về ngắt 21

2.2 Tìm hiều về mạng Zigbbe 24

2.2.1 Khái niệm 24

2.2.2.Đặc điểm 25

2.2.3.Ưu điểm của ZigBee/IEEE802.15.4 với thiết bị không dây khác 27

2.2.4 Một số ứng dụng của Zigbee trong đời sống thực tế 27

2.2.4.1 Ứng dụng của Zigbee vào ngôi nhà thông minh 28

2.2.4.2 Ứng dụng trong nông nghiệp 28

2.2.4.3 Ứng dụng trong việc phòng cháy rừng 29

2.2.5.Mạng ZigBee/ IEEE 802.15.4 LR-WPAN 30

2.2.5.1.Thành phần của mạng LR-WPAN 30

2.2.5.2 Thiết bị trong mạng cảm biến không dây Zigbee 30

2.2.5.3.Kiến trúc liên kết mạng 32

2.3.Xác định phương án thiết kế 36

2.4.Xác định tham số kỹ thuật 39

2.5.Modun Zigbee CC2530 40

IEEE 802.15.4 : Tiêu chuẩn hoạt động cho các thiết bị không dây tốc độ

thấp trong mạng cá nhân “of low-rate wireless personal area networks (LR-WPANs)”.

Modun : Một khối thực hiện chức năng

Bluetooth : Chuẩn trao đổi dữ liệu không dây tầm gần

Zigbee : Giao thức mặng không dây dưa trên tiêu chuẩn IEEE

802.15.4

PAN cooridinator : Thiết bị điều phối mạng Zigbee

FFD : Full Function Device, thiết bị hỗ trợ đầy đủ tính năng

trong mạng ZigbeeRFD : Reduced Function Device, thiết bị hỗ trợ hạn chế tính

năng trong mạng ZigbeeRemote : Thiết bị điều khiển từ xa

CSMA/CA : Carrier Sense Multiple Access-Collision AvoidanceSIFS : Là khoảng thời gian tối thiểu aMinSIFSPeriod symbolsLIFS : Là khoảng thời gian tối thiểu aMinLIFSPeriod symbolsIFS : khoảng cách giữa hai khung

MAC : Media Access Control

Bảng 2.1: Băng tần và tốc độ dữ liệu 33Bảng 2.1: Các kênh truyền và tần số của Zigbee 34

Bảng 2.2: Bảng chức năng, nhiệm các thành phần của mạch điện thông minh

46

Bảng 2.3: Bảng tham số kỹ thuật của mạch điện thông minh 47

Hình 1.15: Sơ đồ chân và hình ảnh Modun Zigbee CC2530………

Ngày nay, xã hội càng hiện đại, khoa học kỹ thuật càng phát triển thìcuộc sống của con người càng đầy đủ tiện nghi và việc ứng dụng tự động hóacàng được rộng rãi Trong các gia đình hầu hết đều được trong bị các thiết bịđiện để phục vụ cho cuộc sống con người, giúp cải thiện và nâng cao chấtlượng cuộc sống Đồng hành với việc sử dụng các thiết bị điện sao cho hiệuquả, an toàn và không lãng phí điện năng khi không có người sử dụng

Từ những điều đó con người đã thiết kế các hệ thống để phục vụ các giađình, xưởng sản xuất, các trung tâm, cơ quan… Hệ thống điều khiển hiện nay

là một hệ thống giám sát và điều khiển bật, tắt từ xa kiểm soát hệ thống Các

hệ thống này được thiết kế nhỏ ngọn và dễ dàng lắp đặt và sử dụng

Dưới đây là một hệ thống giúp con người có thể giám sát và điều khiểncác thiết bị điện thuận tiện hơn

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM

SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ

I.1 Tổng quan về hệ thống

Ngày nay, thông qua những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang từng ngày thay đổi hiện đại và văn minh hơn Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt các thiết bị thông minh, tiện dụng và hiệu quả hơn với người tiêu dùng

Là một nước đang phát triển, vấn đề ứng dụng khoa học công nghệ trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa như hiện này lại trở thành một yêu cầu cấp bách và cần thiết hơn bao giờ hết Chính vì vậy trong những năm qua, nước

ta đã chú trọng đầu tư rất nhiều đến các ngành công nghệ cao, đặc biệt là trong ngành kỹ thuật điện tử, tự động hóa

Và thực tế hơn, một trong những ứng dụng đó chính là tạo ra những sản phẩm mạch điện thông minh có tính tự động hóa cao, khả năng giao tiếp được máy tính, đồng thời trực tiếp điều khiển trên board mạch, cũng như điều khiển gián tiếp thông qua các giao diện được lập trình và cài đặt trên máy tính Điều này không chỉ mang lại những lợi ích thiêt thực, mà còn góp không nhỏ cho việcthực hiện hóa các ý tưởng lớn Nhưng lĩnh vực này vẫn chưa khai thác hết được những tiềm năng Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên tôi tìm hiểu về hệ thồng điều khiển và giám sát các thiết bị điện trong gia đình Mạch điện sẽ giám sát một số thiết bị điện trong nhà và sẽ được điều khiển đóng ngắn từ xa qua môi trường Ziggbee

I.2 Các thiết bị điện cơ bản trong gia đình

Thiết bị điện là tổng hợp thiết bị đang được sử dụng rất phổ biến có mặt trong hầu hết các lãnh vực sản xuất của nền kinh tế, từ các nhà máy điện, trạm biến áp, hệt hống truyền tải điện, đến các máy phát và động cơ điện trong các

xínghiệp công nghiệp, nông nghiệp, giao thông …và trong cả lãnh vực an ninh quốc phòng.

Một số các thiết bị điện cơ bản trong gia đình như: Thiết bị điện chiếu sang như bóng đèn, thiết bị điện đân dụng như tủ lạnh, điều hòa, quạt.bình nóng lạnh …vv

Hình 1.1 Một số thiết bị điện trong gia đình

I.2.1 Thiết bị giám sát và cảnh báo

Bao gồm: Camera Analog, Camera IP, thiết bị cảm biến phát hiện chuyểnđộng, còi báo động, còi hú xé gió, cảm ứng từ gắn cửa sổ và cửa cuốn, đèn báotrộm, báo cháy, thiết bị báo khói, nhiệt, thiết bị báo rò rỉ Gas

Hình 1.2 Một số camera giám sát

a Camera giám sát giúp bạn kiểm soát mọi hoạt động trong phạm vi rộng tăngtính an toàn cho ngôi nhà của bạn, kể cả khi bạn cách xa nửa vòng trái đất vẫn

có thể kiểm soát được các diễn biến xẩy ra tại nhà

b Thiết bị cảm biến phát hiện chuyển động loại hồng ngoại và Rada

- Hồng ngoại thích hợp gắn nơi sân vườn

- Cảm biến Rada thích hợp gắn mọi nơi với khả năng xuyên thấu các vật liệugiúp giám sát chặt chẽ sự ra vào của mọi đối tượng

c Còi báo động báo cho bạn biết khi có người lạ xâm nhập hay hỏa hạn vv

d Cảm ứng từ gắn cửa thích hợp cho mọi tình huống: khi người lạ xâm nhập, trẻ

em mở những nơi chứa đồ vật nguy hiểm như bình gas, hóa chất,

e Đèn báo thông báo cho chủ nhà tình trạng nguy hiểm

g Báo khói, báo nhiệt, báo gas bảo vệ bạn và gia đình an toàn

Tổng quan về tính năng của hệ thống

Hệ thống giám sát và điều khiển giúp chúng ta kiểm sát và điều khiển được cácthiết bị điện trong nhà một cách dẽ dàng tiện lợi Hệ thống không những mang

đến sự tiện nghi mà còn đi kèm với sự an toàn và tiện ích cho ngôi nhà thân yêucủa chúng ta.

Hệ thống giúp chúng ta tiết kiệm một phần điện năng, góp 1 phần bảo vệ môitrường Tăng tuổi thọ cho các thiết bị trong gia đình Giảm thiểu bớt các tại nạn

về điện dễ dang sử lý nhanh trong các sự cố do thiết bị điện gây ra

CHƯƠNG II TÌM HIỂU VỀ MỘT SỐ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG

Chương này sẽ giới thiệu chung về cơ sở lý thuyết về một số linh kiện tiêu biểu trong đề tài như: PIC 18F4520, module zigbee cc 2530, Giới thiệu về phần mềm sử dụng trong mạch.

II.1 Vi điều khiển PIC 18F4520

II.1.1 Khái quát về vi điều khiển PIC

Bộ vi điều khiển ghi tắt là Micro-Controller là mạch tích hợp trên mộtchip có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của hệ thống Theo cáctập lệnh của người lập trình, bộ vi điêu khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử

lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều họ vị điều khiển như 8051, Motorola68HC, AVR, ARM, Ngoài họ 8051 được hướng dẫn một cách văn bản ở môitrường đại học, bản thân em đã chọn vi điều khiển PIC để mở rộng vốn kiếnthức và phát triển các ứng dụng trên công cụ này vì các nguyên nhân sau:

- Họ vi điều khiển này có thể mua dễ dàng tại Việt Nam

- Giá thành không quá đắt

- Có đầy đủ các tính năng của một vi điều khiển khi hoạt động độc lập

- Là một sự bổ sung rất tốt về kiến thức cũng như về ứng dụng cho họ viđiều khiển mang tính truyền thống 8051

- Số lượng người sử dụng vi điều khiển PIC 18F4520 ở Việt Nam cũng nhưtrên thế giới, họ vi điều khiển này được sử dụng khá rộng rãi Điều này tạo nhiềuthuận lợi trong quá trình tìm hiểu và phát triển các ứng dụng như: Số lượng tàiliệu, số lượng các ứng dụng mở đã được phát triển thành công, dễ dàng trao đổi,học tập, dễ dàng tìm được sự chỉ dẫn khi gặp khó khăn,

- Sự hỗ trợ của nhà sản xuất về trình biên dịch, các công cụ lập trình, nạpchương trình từ đơn giản đến phức tạp,

Trong các thiết bị điện và điện tử các bộ vi điều khiển điều khiển hoạtđộng của ti vi, máy giặt, đầu đọc Lase, lò vi ba, điện thoại …Trong hệ thống sảnxuất tự động, bộ vi điều khiển sử dụng trong Robot, các hệ thống đo lường giámsát Các hệ thống càng thông minh thì vai trò của vi điều khiển ngày càng quantrọng Hiện nay trên thị trường có rất nhiều họ vi điều khiển như: 6811 củaMotorola, 8051 của Intel, Z8 của Zilog, PIC của Microchip Technology …

Trong đề tài này nghiên cứu về PIC18F4520 vì nó có nhiều ưu điểm hơncác loại vi điều khiển khác như: ADC 10 BIT, PWM 10 BIT, EEPROM 256BYTE, COMPARATER, …Nó còn được các trường đại học trên thế giới đặcbiệt là ở các nước Châu Âu hầu hết xem PIC là 1 môn học trong bộ môn vi diềukhiển, nói vậy cũng thấy sự phổ biến rộng rãi của nó Ngoài ra PIC còn được rấtnhiều nhà sản xuất phần mềm tạo ra các ngôn ngữ hỗ trợ cho việc lập trình ngoàingôn ngữ Asembly như: MPLAB, CCSC, HTPIC, MIRKROBASIC, …

Hiện nay có khá nhiều dòng PIC và có rất nhiều khác biệt về phần cứng,nhưng chúng ta có thể điểm qua một vài nét như sau:

- 8/16 bít CPU, xây dựng theo kiến trúc trên kiến trúc Harvard sửa đổi, vớitập lệnh rút gọn (do vậy PIC thuộc loại RISC)

- Flash và Rom có thể tuỳ chọn 256 byte đến 256 kbybe

- Các cổng xuất/nhập (mức lôgic thường từ 0V đến 5V, ứng với mức logic

0 và 1)

- 8/16 bít Timer

- Các chuẩn giao tiếp ngoại vi nối tiếp đồng bộ/ không đồng bộ

- Bộ chuyển đổi ADC

- Bộ so sánh điện áp

- MSSP Pripheral dùng cho các giao tiếp I2C, SPI

- Bộ nhớ nội EEPROM - có thể ghi/xoá lên tới hàng triệu lần.

- Modul điều khiển động cơ, đọc Encoder

- Hỗ trợ giao tiếp USB

- Hỗ trợ điều khiển Ethernet

- Hỗ trợ giao tiếp CAN

- Hỗ trợ giao tiếp LIN

- Hỗ trợ giao tiếp IRDA

- Tốc độ làm việc: Xung clock đến 40MHz, tốc độ thực thi lệnh 125ns

- Bộ nhớ chương trình (Flash Program Memory) là 32kbyte

- Bộ nhớ dữ liệu SRAM là 1536 byte

- Bộ nhớ dữ liệu EEPROM là 256 byte

- 5 Port vào hoặc ra

- 4 bộ Timer

- 1 Capture/Compare/PWM modules

- 1 Enhanced capture/ Compare/PWM modules

- Giao tiếp nối tiếp: MSSP, Enhanced USART

- Cổng giao tiếp song song

- 13 bộ Analog to Digital module 10 bít

- POR, BOR

+ Các tính năng nổi bật:

- Bộ nhớ Flash có khả năng ghi xoá được 100.000 lần

- Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xoá được 1.000.000 lần.

- Flash/dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ 100 năm

- Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm

- Watchdog Timer với bộ dao động trong

- Chức năng bảo mật mã chương trình

- Chế độ SLEEP

- Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau

II.1.1.2 1.1.3 Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18F4520

Hình 2 1 Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18F4520

II.1.1.3 2.1.4 Sơ đồ khối của vi điều khiển PIC 18F4520

Hình 2 2 Sơ đồ khối PIC 18F4520

Các khối chính trên PIC 18F4520 bao gồm:

+ Bộ xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit):

- Tần số làm việc tối đa 40 MHz, sản xuất bằng công nghệ Nano Watt.

- Thiết kế theo kiến trúc Havard, tập lệnh RISC

+ Bộ Debugger (In – Circuit Debugger): Mạch Debugger trên chip sẽ giúpngười lập trình kiểm soát lỗi chương trình bằng cách cho vi điều khiển hoạtđộng ở chế độ chạy từng lệnh, nhóm lệnh hay toàn bộ chương trình

+ Khối phát hiện tín hiệu Reset: Mạch phát hiện tín hiệu Reset có khảnăng phát hiện 03 nguồn Reset:

- Reset từ chân MCLR

- Reset khi bật nguồn (POR: Power – on Reset)

- Reset khi nguồn yếu (BOR: Brown – out Reset)

+ Khối quản lý lỗi bộ phát xung (Fail – Safe Clock Monitor): Khối nàyđược sử dụng để quản lý an toàn bộ phát xung hệ thống

+ Khối định thời khởi động bộ phát xung (Oscillator Start – up Timer):Khối này sử dụng để tạo thời gian trễ chờ cho bộ phát xung ổn định

+ Thiết bị ngoại vi (Peripheral): PIC 18F4520 được tích hợp các thiết bịngoại vi sau:

- Bộ phát hiện điện áp cao/thấp HLVD (High/low – Voltage Detect)

- Bộ nhớ lưu trữ dữ liệu khi tắt nguồn EEPROM

- 04 bộ đếm, định thời 16bit: Timer0, Timer1, Timer2 và Timer3

- 01 bộ so sánh tín hiệu tương tự (Comparator)

- 02 bộ CCP1, CCP2 (Capture, Compare, PWM: Chụp, so sánh, xungPWM), 01 bộ ECCP (Enhanced CCP)

- 01 cổng truyền thông nối tiếp đồng bộ (Master Synchronous SerialPort) có thể hoạt động được ở chế độ SPI hoặc I2C.

- 01 cổng truyền thông nối tiếp đồng bộ/không đồng bộ tăng EUSART(Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter), giúp viđiều khiển PIC có thể giao tiếp với nhau hoặc giao tiếp với cổng COM

của máy tính

- 13 kênh biến đổi tương tự - số (ADC) độ phân giải 10 bit

+ Khối giao tiếp vào/ra số:

Vi điều khiển PIC 18F4520 có 5 cổng vào/ra A, B, C, D và E Mỗi cổng

có 1 thanh ghi đệm dữ liệu tương ứng là PORTA, PORTB, PORTC, PORTD vàPORTE, các thanh ghi này được định địa chỉ theo byte và theo bit

- PORT A: RA7 – RA0

+ Mạch nạp PIC

Đây cũng là một dòng sản phẩm rất đa dạng dành cho vi điều khiển PIC

Có thể sử dụng các mạch nạp được cung cấp bởi nhà sản xuất là hãng Microchip

như: PICSTART plus, MPLAB ICD 2, MPLAP PM 3, PRO MATE II Có thểdùng các sản phẩm này để nạp cho vi điều khiển khác thông qua chương trìnhMPLAP Dòng sản phẩm chính thống này có ưu thế là nạp được cho tất cả các viđiều khiển PIC, tuy nhiên giá thành thường rất cao và thường gặp rất nhiều khókhăn trong quá trình mua sản phẩm Ngoài ra do tính năng cho phép nhiều chế

độ nạp khác nhau, còn có rất nhiều mạch nạp được thiết kế dành cho vi điềukhiển PIC Có thể sơ lược một số mạch nạp cho PIC như sau:

- JDM programmer: Mạch nạp này dùng chương trình nạp Icprog cho phépnạp các vi điều khiển PIC có hỗ trợ tính năng nạp chương trình điện áp thấpICSP (In Circuit Serial Programming) Hầu hết các mạch nạp đều hỗ trợ tínhnăng nạp chương trình này

- WARP-13A và MCP - USB: Hai mạch nạp này giống với mạch nạpPICSTART PLUS do nhà sản xuất Microchip cung cấp, tương thích với trìnhbiên dịch MPLAP, nghĩa là ta có thể trực tiếp dùng chương trình MPLAP để nạpcho vi điều khiển PIC mà không cần dùng sử dụng một chương trình nạp khác,chẳng hạn như Icprog

- P16PRO40: Mạch nạp này do Nigel thiết kế và cũng khá nổi tiếng Ôngcòn thiết kế cả chương trình nạp, tuy nhiên ta cũng có thể sử dụng chương trìnhnạp Icprog

- Mạch nạp Universal của Williem: Đây không phải là mạch nạp chuyêndụng dành cho PIC như P16PRO40

Các mạch nạp kể trên có ưu điểm rất lớn là đơn giản, rẻ tiền, hoàn toàn cóthể tự lắp ráp một cách dễ dàng, và mọi thông tin về sơ đồ mạch nạp, cách thiết

kế, thi công, kiểm tra và chương trình nạp đều dễ dàng tìm được và Downloadmiễn phí thông qua mạng Internet Tuy nhiên các mạch nạp trên có nhược điểm

là hạn chế về số vi điều khiển được hỗ trợ, bên cạnh đó mỗi mạch nạp cần được

sử dụng với một chương trình nạp thích hợp

Hình 2 3 Mạch nạp PIC Kit2II.1.1.5 2.1.6 Tổ chức bộ nhớ của vi điều khiển PIC 18F4520

Hình 2 4 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ chương trình và ngăn xếp

+ Bộ nhớ vi điều khiển PIC 18F4520 bao gồm 3 loại:

- Bộ nhớ chương trình (Program memory)

- Bộ nhớ dữ liệu RAM (Data RAM)

- Bộ nhớ EEPROM (Data EEPROM)

Bộ nhớ vi điều khiển PIC 18F4520 được thiết kế theo kiến trúc Havard,

bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được thiết kế riêng đường Bus, cho phépCPU truy cập cùng lúc tới bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu Bộ nhớ dữliệu EEPROM được sử dụng để lưu trữ dữ liệu khi mất điện, nó coi như là mộtngoại vi của PIC 18F4520 bởi việc truy cập bộ nhớ này thông qua các thanh ghiđiều khiển

+ Bộ nhớ chương trình

Thanh ghi đếm chương trình PC (Program Counter) của PIC 18F4520 có

21 bit nên có thể địa chỉ hóa 2 Mbyte bộ nhớ chương trình Bộ nhớ Flash củaPIC 18F4520 có dung lượng 32 Kbyte nên chứa được 16384 lệnh từ đơn (Single– Word intructions), với dải địa chỉ từ 0000h đến 7FFFh Nếu đọc ở vùng nhớngoài 32 Kbyte của PIC 18F4520 và trong khoảng 2 Mbyte mà nó có thể quản lýthì dữ liệu sẽ trả về là “0”, PIC 18F4520 có 31 mức ngăn xếp

- Vector Reset của PIC 18F4520 được đặt ở địa chỉ 0000h, khi Reset nộidung của thanh ghi đếm chương trình PC sẽ được xóa về “0” Các thanh ghi củaPIC 18F4520 sẽ được tải lại giá trị mặc định

- Vector ngắt ưu tiên cao (High – Priority Interrup Vector) được đặt ở địachỉ 0008h, Vector ngắt ưu tiên thấp (Low – Priority Interrup Vector) được đặt ởđịa chỉ 0018h Khi xảy ra ngắt thì thanh ghi đếm chương trình PC sẽ được gắnđịa chỉ theo ngắt tương ứng để gọi chương trình con phục vụ ngắt

- Thanh ghi đếm chương trình PC 21 bit chứa trong 3 thanh ghi 8 bit riêngbiệt, 8 bit thấp chứa trong thanh ghi PCL, 8 bit tiếp theo chứa trong thanh ghiPCH , 5 bit cao chứa trong thanh ghi PCU Thanh ghi PCH và PCU không cho

phép truy cập trực tiếp mà phải truy cập thông qua 2 thanh ghi PCLATH vàPCLATU tương ứng Thanh ghi đếm chương trình PC được sử dụng để chứa địachỉ của lệnh cần thực hiện PIC 18F4520 được thiết kế theo kĩ thuật đường ốnglệnh nên việc thực hiện lệnh PC-2 và đọc mã lệnh PC được diễn ra tại cùng mộtthời điểm Mỗi lệnh chiếm 2 byte bộ nhớ chương trình nên thanh ghi đếmchương trình sẽ được cộng thêm 2 sau mỗi lệnh.

+ Bộ nhớ dữ liệu RAM

Bộ nhớ dữ liệu RAM 1536 byte (SRAM) được chia thành 2 vùng chức năngriêng biệt, vùng RAM đa dụng GPR (General Purpose Registers) sử dụng đểchứa dữ liệu, vùng các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR ( Special FunctionRegisters) chứa thanh ghi chức năng điều khiển ngoại vi và CPU Bộ nhớ dữliệu RAM được chia thành 16 Bank từ Bank 0 đến Bank 15, vùng RAM đa dụngnằm từ Bank 0 đến Bank 2, các thanh ghi SFR nằm ở Bank 15 Vùng địa chỉ từ300h đến EFFh không được sử dụng Đọc ở vùng này sẽ trả về giá trị 00h 4 bitthấp của thanh ghi lựa chọn băng BSR (Bank Select Register) được sử dụng đểlựa chọn truy cập băng

Hình 2 5 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ dữ liệu RAM

II.1.2 Hình 2 6 Phân bố địa chỉ của các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR

+ Bộ nhớ dữ liệu EEPROM

Bộ nhớ dữ liệu EEPROM của PIC 18F4520 là bộ nhớ mảng không bị mất

dữ liệu khi mất điện, độc lập với bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu RAM,được sử dụng để lưu trữ dữ liệu lâu dài Nó có thể ghi/đọc dữ liệu 1.000.000 lần,

dữ liệu có thể lưu trữ trong bộ nhớ 100 năm Điều khiển và đọc/ghi bộ nhớ dữliệu EEPROM không truy cập trực tiếp vào tập thanh ghi hay khoảng trống bộ

nhớ chương trình mà được truy cập, điều khiển gián tiếp qua các thanh ghi chứcnăng SFR.

Bốn thanh ghi SFR được sử dụng để ghi/đọc bộ nhớ dữ liệu EEPROM là:

- EECON1 – thanh ghi điều khiển EEPROM 1

- EECON2 – thanh ghi điều khiển EEPROM 2

- EEDATA – thanh ghi dữ liệu EEPROM

- EEADR – thanh ghi địa chỉ EEPROM

Bộ nhớ dữ liệu EEPROM cho phép đọc/ghi dữ liệu theo byte Thanh ghiEEDATA được sử dụng để chứa dữ liệu, thanh ghi EEADR sử dụng để chứa địachỉ truy cập vào các ô nhớ của EEPROM Bộ nhớ dữ liệu EEPROM có dunglượng 256 byte, 8 bit của thanh ghi địa chỉ EEADR sẽ địa chỉ hóa các byte của

bộ nhớ từ địa chỉ 00h đến FFh Một byte dữ liệu ghi vào bộ nhớ EEPROM sẽ tựđộng xóa đi dữ liệu trước đó

+ Các thanh ghi của EEPROM

Thanh ghi điều khiển EEPROM1:EECON1

bit 7: EEPGD: Bit lựa chọn bộ nhớ dữ liệu EEPROM hay bộ nhớ chương trình

Flash

1 = Truy cập bộ nhớ chương trình Flash

0 = Truy cập bộ nhớ dữ liệu EEPROM

bit 6: CFGS: Bit lựa chọn cấu hình hoặc bộ nhớ chương trình Flash/dữ liệu

EEPROM

1 = truy cập thanh ghi cấu hình

0 = Truy cập bộ nhớ chương trình Flash hoặc dữ liệu EEPROM

bit 5: Không sử dụng, đọc trả về giá trị ‘0’

bit 4: FREE: Bit cho phép xóa hàng bộ nhớ Flash

1 = Xóa hàng bộ nhớ chương trình được thiết lập, địa chỉ chứa trong thanh ghi TBLPTR, được xóa từ lệnh WR kế tiếp

1 = Cho phép ghi vào bộ nhớ chương trình Flash /dữ liệu EEPROM

0 = Không cho phép ghi

bit 1: WR: Bit điều khiển ghi

1 = Khởi tạo quá trình xóa/ghi bộ nhớ dữ liệu EEPROM hoặc xóa bộ nhớ chương trình hoặc ghi bộ nhớ chương trình (Được xóa bằng phần cứng khi việc ghi hoàn thành Thiết lập được bằng phần mềm nhưng không được xóa)

0 = Quá trình ghi hoàn thanh

bit 0: RD: Bit điều khiển đọc